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励磁系统

海门电厂生产准备部运行组一、我厂ABB励磁系统简介
我厂1000MW机组发电机采用静态励磁系统，由发电机机端通过励磁变压器取得励磁电源，送至可控硅整流器，整流后经励磁开关供发电机转子线圈。通过励磁调节器控制励磁电流来调节同步发电机的端电压和无功功率。
整个系统可以分成四个主要的功能块：
励磁变压器
两套相互独立的励磁调节器
可控硅整流器单元
起励单元和灭磁单元二、UNITR5000励磁系统简述
在静态励磁系统（常称自并励或机端励磁）中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的磁场电流经由励磁变压器–T02、可控硅整流器+EG.1~+EG.4和磁场断路器–Q02供给。
励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流器所要求的输入电压、在发电机端电压和场绕组之间提供电绝缘、与此同时起着可控硅整流器的整流阻抗的作用。可控硅整流器G1234将交流电流转换成受控的直流电流If。
在起励过程开始时，充磁能量来源于发电机端残压。可控硅整流器的输入电压达10V~20V后，可控硅整流器和励磁调节器就可以正常工作了。随之而来的是AVR控制的软起励过程。灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放掉。灭磁回路主要由磁场断路器-Q02、灭磁电阻R02和晶闸管跨接器F02（以及相关的触发元件）组成。
根据系统的要求，励磁调节器可以采取单通道（-A10）的结构或者双通道（-A10和-A20）的结构。一个通道主要由一个控制板（COB）和测量单元板（MUB）构成，形成一个独立的处理系统。每个通道含有发电机端电压调节、磁场电流调节、励磁监测/保护功能和可编程逻辑控制的软件。在单通道结构中，利用一个被称为扩展的门极控制器（EGC）的分离单元作为备用通道，也就是一个手动通道。
除励磁调节器外，一些接口电路如快速输入/输出（FIO）模块和功率信号接口模块（PSI）也被用来提供测量和控制信号的电隔离。此外，每个可控硅整流桥都配备一套整流器接口电路包括整流器接口单元（CIN）、门极驱动接口单元（GDI）和整流器显示单元（CDP）。三、UNITR5000励磁系统电压调节、监测和保护功能
自动电压调节器（AVR）的主要目的是精确地控制和调节同步发电机的端电压和无功功率。为了实现这个目的，磁场电压必须快速地对运行条件的变化作出反应，即响应时间不超过几毫秒。UNITROL5000型励磁调节器不断地将给定值与反馈值进行比较，在尽可能短的时间内进行调节计算，最终去改变可控硅整流器的触发角度。
1.有功和无功功率补偿
为了补偿由单元变压器和/或传输线路上的有功或无功功率引起的电压降，将与静态的有功功率和无功功率成正比的信号叠加到发电机电压给定值。同时，为了保证多台并联运行的发电机组之间的无功功率合理分配，还必须附加调差功能，具体实现方法是将发电机电压给定值减去与静态无功功率增加成正比的信号。功率补偿范围和调差范围在-20%和+20%之间，且是可调的。2.V/Hz限制器
为了避免发电机组和励磁变压器的铁芯磁通过于饱和，在系统中配置了V/Hz限制器。在调节器内预置了V/Hz特性曲线，如果发电机电压对某一频率而言太高了，则调节器自动地减小给定值以降低发电机电压使其符合V/Hz特性曲线。
3.软起励
软起励功能是为了在起励时防止机端电压超调。励磁接收到开机令后即开始起励升压，当机端电压大于10%额定值后，调节器以一个可调整的速度逐步增加给定值使发电机电压逐渐上升直到额定值。
4.自动跟踪
自动跟踪功能保证了从自动电压控制模式(AUTO)到磁场电流调节模式(MANUAL)的平稳切换。切换可能是由于故障引起的自动切换（如PT断相）或人工切换。在单通道系统中，AVR的控制信号与FCR的控制信号之间的差值被用作调节器的跟踪控制。在双自动通道配置中，跟踪通常是指两个独立的自动通道之间的跟踪，跟踪信号来源于运行通道控制信号和备用通道控制信号的差值。若两个通道都不能正常工作时，励磁系统就会发出跳闸命令。
在单通道附加手动通道的配置中，手动通道（BFCR）自动跟踪控制板（COB）。在控制板（COB）故障时，自动跟踪保证了从控制板（COB）切换到手动通道时波动较小。
5.UNITROLR5000励磁系统提供下述限制功能：
1）过励限制
最大磁场电流限制器
定子电流限制器（过励状态下）
2）欠励限制
P/Q限制器
定子电流限制器（欠励状态下）
最小磁场电流限制器
6.电力系统稳定器（PSS）
PSS的目的是通过引入一个附加的反馈信号，以抑制同步发电机的低频振
荡，有助于整个电网的稳定性。9.手动控制
手动控制模式主要用于调试（如在设的投运或维护过程中），或者是作为在AVR故障时（如PT故障）的备用控制模式。
为了避免在手动模式下突然甩负荷引起的过电压，手动模式具有自动返回空载的功能。在发电